Válvulas de tapón: Cómo funcionan y cómo elegir uno

Las válvulas de macho son reconocidas por su facilidad para regular el caudal proporcionando capacidades bidireccionales, de estrangulación y de encendido/apagado. Estas válvulas tienen muchas funciones en aplicaciones industriales, que van desde el procesamiento de gas y petróleo hasta las industrias químicas. Pueden manipular diversos tipos de fluidos, incluidos los corrosivos e inflamables. Este artículo examina de cerca las válvulas de macho, su funcionamiento, sus aplicaciones típicas y cómo seleccionarlas.

Índice de contenidos

• Diseño de válvula de tapón
• Principio de funcionamiento de la válvula de macho
• Ventajas e inconvenientes
• Criterios de selección
• Preguntas frecuentes

Diseño de válvula de tapón

El diseño típico de una válvula de obturador consta de varias piezas clave que funcionan conjuntamente para crear una válvula robusta y fiable adecuada para diversas aplicaciones industriales. Dependiendo de la aplicación específica, la válvula de macho puede tener características adicionales, como juntas y empaquetaduras, para mejorar la resistencia a las fugas.

• Cuerpo: El cuerpo de una válvula de obturador suele ser cilíndrico o globular y estar fabricado con materiales duraderos como hierro fundido, acero inoxidable o acero aleado.
• Enchufe: El tapón abre o cierra el paso del caudal. Suele ser cilíndrico o cónico y presenta un orificio, o puerto, en el centro.
• Vástago: El vástago conecta el obturador al accionamiento.
• Capó: El bonete cubre el cuerpo de la válvula y proporciona un cierre a prueba de fugas en la parte superior. Suele fijarse a la carrocería con pernos, pero también puede atornillarse o soldarse.
• Actuador: El accionamiento hace girar el vástago, que a su vez hace girar el obturador. Los actuadores de las válvulas de macho pueden ser manuales (maneta), eléctricos, neumáticos o hidráulicos.

Válvula de 2 vías frente a válvula de 3 vías

Las válvulas de macho pueden ser de 2 vías (2 vías) o de 3 vías (3 vías). Una válvula de macho de 2 puertos es el diseño típico que tiene una entrada y una salida. El tapón permite el flujo, lo bloquea o lo estrangula. Sin embargo, una válvula de obturador de 3 puertos puede tener diferentes diseños:

• Válvula tapón de puerto en L: Una válvula de obturador de puerto en L permite el flujo de un puerto a dos salidas o viceversa. Sin embargo, no permite que el flujo pase por todos los puertos simultáneamente.
• Válvula de tapón con puerto en T: Una válvula de obturador de puerto en T permite el flujo entre dos puertos cualesquiera o los tres simultáneamente. Esto permite aplicaciones más complejas de conmutación o desviación de caudal.

Válvula de macho no lubricada frente a lubricada

Las válvulas de macho pueden ser lubricadas o no lubricadas:

• No lubricado: Las válvulas de obturador no lubricadas tienen un manguito de elastómero que se ajusta sobre el obturador y reduce la fricción entre las piezas móviles. Este tipo de válvula de tapón requiere menos mantenimiento porque no es necesario volver a engrasarla. Sin embargo, el manguito puede desgastarse con el tiempo y el uso.
• Lubricado: Las válvulas de obturador lubricadas utilizan un lubricante para reducir la fricción dentro de la válvula y proporcionar un mejor sellado. Este tipo de válvula de macho puede soportar presiones, temperaturas y materiales abrasivos más elevados. Sin embargo, como ya se ha mencionado, el lubricante se desgasta y debe sustituirse periódicamente.

Principio de funcionamiento de la válvula de macho

La válvula de obturador tiene un principio de funcionamiento sencillo que se basa en el movimiento de rotación del obturador para controlar el caudal de fluido:

1. Puesto vacante: Cuando se gira el vástago para abrir la válvula, la parte hueca del obturador se alinea con el flujo del fluido. El fluido puede fluir a través de la válvula sin obstrucciones.
2. La transición entre las posiciones abierta y cerrada: Cuando el tapón se gira de abierto a cerrado o viceversa, parte de la sección hueca del tapón se obstruye, restringiendo y estrangulando el caudal.
3. Posición cerrada: En posición cerrada, la parte sólida del obturador bloquea el paso del caudal, impidiendo que el fluido pase a través de la válvula.

Principios de funcionamiento de las válvulas de macho en L y en T

Las válvulas de obturador de puerto en L y puerto en T tienen principios de funcionamiento únicos relacionados con las configuraciones de puerto de los obturadores:

• Válvula tapón de puerto en L: El paso de caudal a través de una válvula de obturador con puerto en L tiene forma de L. Cuando el tapón gira 90°, la trayectoria del caudal cambia de un puerto a otro. Esto permite aplicaciones sencillas de desviación del caudal.
• Válvula de tapón con puerto en T: El paso de caudal a través de una válvula de obturador con puerto en T tiene forma de T. Cuando el enchufe se gira a diferentes posiciones, puede conectar los tres puertos, conectar dos puertos y bloquear el tercero, o bloquear todos los puertos. Las válvulas de macho con puerto en T son adecuadas para desviar, mezclar o incluso cortar el flujo.

Ventajas e inconvenientes

Las válvulas de macho presentan las siguientes ventajas:

• Diseño y funcionamiento sencillos
• Durabilidad
• Funcionamiento rápido
• Estanqueidad
• Versatilidad
• Control de flujo

Las válvulas de macho presentan los siguientes inconvenientes

• Las válvulas de macho lubricadas requieren un mantenimiento regular.
• Las válvulas de macho no lubricadas tienen más probabilidades de presentar fugas cuando se desgasta el manguito de elastómero.
• Las válvulas de macho ofrecen capacidad de estrangulación, pero sólo hasta cierto punto.

Aplicaciones de válvulas de macho

Las válvulas de macho se utilizan en diversas aplicaciones industriales porque regulan los caudales, detienen y arrancan el flujo, y ofrecen capacidades tanto direccionales como de estrangulación. Las aplicaciones típicas de las válvulas de macho son:

• Industrias de procesamiento de gas: Las válvulas de macho se utilizan en plantas de procesamiento de gas porque pueden soportar condiciones de alta presión y temperatura. También proporcionan un cierre hermético, necesario para manipular gases.
• Industrias petroleras y químicas: Las válvulas de macho pueden gestionar diversas propiedades de los fluidos, incluidos los corrosivos, inflamables, tóxicos y espesos. Esto las hace ideales para las industrias petrolera y química.
• Control de encendido/apagado: Las válvulas de macho proporcionan un control rápido y fiable de encendido y apagado de los medios.
• Manipulación de líquidos: Las válvulas de macho pueden manejar caudales elevados y oponer una resistencia mínima al flujo, lo que las hace adecuadas para aplicaciones de manipulación de líquidos.
• Control de estrangulamiento: Las válvulas de macho pueden regular el caudal.
• Fluidos de alta viscosidad: Las válvulas de macho funcionan bien con fluidos de alta viscosidad gracias a su paso recto.
• Aplicaciones de alta temperatura: Las válvulas de macho aguantan bien las altas temperaturas.
• Control de vacío: Las válvulas de macho proporcionan un sellado suficientemente fiable para aplicaciones de vacío.

Aplicaciones inadecuadas

Como se ha visto anteriormente, las válvulas de macho son adecuadas para una amplia gama de tipos de aplicación. Sin embargo, hay algunos factores del sistema que pueden hacer que las válvulas de macho no sean ideales:

• Aplicaciones de presión extremadamente alta: Las válvulas de macho suelen tener presiones nominales más bajas que las válvulas de bola y las válvulas de compuerta. Por lo tanto, las válvulas de macho pueden no ser adecuadas para aplicaciones de muy alta presión.
• Control de caudal muy preciso: Aunque son capaces de estrangular el caudal, las válvulas de obturador no son tan precisas como otros tipos de válvulas, como las de globo.
• Aplicaciones sanitarias: Las válvulas de macho no son la mejor opción para aplicaciones que requieren normas sanitarias estrictas. Las válvulas de diafragma son idóneas para este tipo de aplicaciones.

Para saber más sobre cómo se comparan las válvulas de macho con otros tipos de válvulas, lea nuestros artículos sobre válvula de macho frente a válvula de bola y válvula de macho frente a válvula de compuerta.

Criterios de selección

Tenga en cuenta los siguientes factores a la hora de seleccionar una válvula de macho:

• Tipo de fluido: Las válvulas de macho lubricadas son más adecuadas para fluidos corrosivos, a alta temperatura y presión, y abrasivos.
• Necesidades de control de flujo: Para un control simple de encendido/apagado bastará con una válvula de macho de 2 puertos. Una válvula tapón de 3 puertos puede realizar operaciones de desvío y mezcla.
• Capacidad de mantenimiento: Si la lubricación regular no es adecuada, la mejor opción es una válvula de obturador no lubricada.
• Compatibilidad de materiales: Asegúrese de que el material de la válvula es compatible con el medio. Por ejemplo, puede ser necesario un tapón de plástico o con un revestimiento especial para medios corrosivos.
• Tamaño y conexiones finales: El tamaño de la válvula debe coincidir con el de la tubería. Las conexiones finales (por ejemplo, roscadas, soldadas, embridadas) deben ser compatibles con la tubería existente para facilitar la instalación.

Preguntas frecuentes

¿Para qué sirve una válvula de macho?

Una válvula de obturador es una válvula de control de un cuarto de vuelta que se utiliza principalmente para proporcionar control de flujo de encendido/apagado. También dispone de funciones de estrangulamiento de bajo nivel.

¿Una válvula de tapón es una válvula de cierre?

Sí, una válvula de tapón puede utilizarse como válvula de cierre.

¿Cuál es la diferencia entre una válvula de macho y una válvula de compuerta?

Las válvulas de macho son más fáciles y rápidas de accionar que las válvulas de compuerta.